【導(dǎo)讀】LTC®3623 是一款高效率、單片式同步降壓型穩(wěn)壓器，能夠從 4V 至 15V 的輸入電壓范圍提供或吸收高達(dá) 5A 連續(xù)輸出電流。其緊湊的 3mm x 5mm QFN 封裝內(nèi)置了豐富的功能特性，包括低 EMI Silent Switcher® 架構(gòu)、輸出電壓電纜壓降補(bǔ)償和單電阻器輸出電壓設(shè)置。
設(shè)計要點(diǎn) DN560: 引言
LTC®3623 是一款高效率、單片式同步降壓型穩(wěn)壓器，能夠從 4V 至 15V 的輸入電壓范圍提供或吸收高達(dá) 5A 連續(xù)輸出電流。其緊湊的 3mm x 5mm QFN 封裝內(nèi)置了豐富的功能特性，包括低 EMI Silent Switcher® 架構(gòu)、輸出電壓電纜壓降補(bǔ)償和單電阻器輸出電壓設(shè)置。恒定頻率 / 受控導(dǎo)通時間架構(gòu)可快速地響應(yīng)電壓和負(fù)載瞬變，即使在低占空比、高頻應(yīng)用中也不例外。該器件提供了一個 400kHz 至 4MHz 的工作頻率范圍，并擁有多種任選的保護(hù)和監(jiān)視功能，從而可實(shí)現(xiàn)緊湊的堅(jiān)固型解決方案。VIN 調(diào)節(jié)、不連續(xù) / 連續(xù)模式和停機(jī)期間小于 1μA 的電源電流使這款穩(wěn)壓器適合廣泛的電源應(yīng)用。
采用單個電阻以設(shè)定該器件的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓?？烧{(diào)的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓負(fù)責(zé)設(shè)定輸出電壓，并允許輸出電壓執(zhí)行軌至軌操作 (從 0V 至 VIN)?；鶞?zhǔn)電壓可作為一個音頻驅(qū)動器直接地驅(qū)動，或配置作為一個 TEC 驅(qū)動器工作。該穩(wěn)壓器能夠提供或吸收 5A 的輸出電流，因而可在任一方向上快速變動輸出電壓。輸出電流監(jiān)視信號可用于提高基準(zhǔn)電壓，以補(bǔ)償由電纜電阻引起的輸出電壓下降。
3.3V 輸出、1MHz 降壓型穩(wěn)壓器
圖 1 示出了一款高效率 12V 輸入至 3.3V 輸出應(yīng)用的完整原理圖。在緊湊的封裝中包含了一個 30mΩ 低 RDS(ON) 同步下管開關(guān)和一個 60mΩ RDS(ON) 同步上管開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)高效率和盡量減少熱問題。圖 2 示出了連續(xù)和不連續(xù)導(dǎo)通模式的效率和功率損耗。不連續(xù)導(dǎo)通模式顯著地改善了輕負(fù)載效率，同時輕微增加了輸出電壓紋波。圖 3 示出了僅采用 330μF 輸出電容時的負(fù)載階躍響應(yīng)。
圖 1：具可編程基準(zhǔn)的高效率 12V 至 3.3V 1MHz 降壓型穩(wěn)壓器
圖 2：圖 1 所示應(yīng)用電路在 CCM 和 DCM 模式中的效率和功率損耗
圖 3：圖 1 原理圖所示電路的 0A 至 5A 負(fù)載階躍響應(yīng)
兩相設(shè)計增加了輸出電流能力
圖 4 示出了一款完整的 1MHz 12V 輸入至 1V 輸出兩相電路原理圖，該電路能夠提供或吸收高達(dá) 10A 的電流。由 LTC6908-1 振蕩器實(shí)現(xiàn)相位的同步 (具有 180°交錯) 以降低輸出電壓紋波。圖 5 示出了整個系統(tǒng)的效率和功率損耗。LTC3623 封裝的低熱阻采用 PCB 以散熱。圖 6 示出了熱像圖。從圖 5 我們可以看到，每相在 10A 輸出電流下耗散 1.8W，在沒有氣流的情況下，這使芯片溫度從 25°C 的環(huán)境溫度上升至 63°C。
圖 4 ：12V 至 1V/±10A 兩相降壓型轉(zhuǎn)換器
圖 5：圖 4 所示應(yīng)用電路的效率和功率損耗
圖 6：在 0LFM 氣流和 25°C 環(huán)境溫度下，圖 4 所示電路的主控穩(wěn)壓器相位在 10A 電流下的熱像圖 (38°C 溫升)
結(jié)論
LTC3623 降壓型穩(wěn)壓器可實(shí)現(xiàn)緊湊型 POL 解決方案，其在無明顯熱緩解的情況下能提供或吸收 5A 電流。供電能力可容易地通過并聯(lián)器件進(jìn)行擴(kuò)展，這種做法具有其他的好處，例如：散播熱量和減小輸出紋波。LTC3623 的低熱阻抗和高效能力最大限度地減少了散熱問題。LTC3623 豐富的可編程特性集可滿足眾多應(yīng)用的要求。
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